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青蒿素背后的故事(4)——从研究论文 发明证书和新药证书谈起

时间:2022-06-17 08:52:40

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青蒿素背后的故事(4)——从研究论文 发明证书和新药证书谈起

我国的青蒿素研究,无论从项目组织、实施,还是到成果验收、评奖,都体现了集体协作和荣誉共享的精神。这种精神无疑是那个特殊年代的必然产物,任何当事人都无法回避它所带来的一切后果,包括好的和坏的。

回顾青蒿素发现与发掘的历史,让我们无比自豪,“这项研究是整个20世纪下半叶最伟大的医学创举,是中国人的伟大科学发现”(美国《远东经济评论》理查德海恩斯发表的“中国革命性的医学发现:青蒿素攻克疟疾”)!

同时,我们也很骄傲,“从青蒿素到衍生物系列,从青蒿素类药物单药到复方,从青蒿素实验室提取到工业化规模生产,再到青蒿素类抗疟新药批量生产和投放市场,前后我们只用了(1972-1987)时间。这种创新药物的研发效率和速度,在国内是罕见的,即使在医药工业发达的西方国家也是一个奇迹”(《迟到的报告》陈海峰撰写的“前言”)。

毋庸置疑,青蒿素的问世是在集体领导下由各单位科研组长主持并经无数“无名英雄”的齐心协力共同实现的。当然,在这个集体成果中,我们还是能从各单位发表的研究论文及获得的发明证书和新药证书中看出他们的贡献大小。

一、关于研究论文

从1977年到1982年间公开发表的10篇中英文青蒿素研究论文,都是以集体(如多个单位组成的协作组)的名义发表的,没有个人署名,因而无法判断个人在青蒿素研究中的贡献大小。但是,有些论文还是有单位署名,因而可以肯定该单位在某项研究中的突出贡献。

1、青蒿素结构研究协作组,一种新型的倍半萜内酯——青蒿素,科学通报,1977, 22(3):142

2、中国科学院生物物理研究所青蒿素协作组,青蒿素的晶体结构及其绝对构型,中国科学,1979, 11):1114-1128

3、青蒿研究协作组,抗疟新药青蒿素的研究,药学通报,1979, 14(2):49-53

4、中医研究院中药研究所,青蒿素的药理研究,新医药学杂志,1979,(1):23-33

5、Qinghaosu Antimalarial Coordinating Research Group. Antimalarial studies on Qinghaosu. Chin Med J(中华医学杂志) 1979, 92(12): 811-816

6、China Cooperative Research Group on Qinghaosu and Its Derivatives as Antimalarials. The chemistry and synthesis of Qinghaosu derivatives. J Trad Chin Med(中国中药杂志)1982, 2(1): 9-16

7、China Cooperative Research Group on Qinghaosu and Its Derivatives as Antimalarials. Antimalarial efficacy and mode of action of Qinghaosu and its derivatives in experimental models. J Trad Chin Med 1982, 2(1): 17-24

8、China Cooperative Research Group on Qinghaosu and Its Derivatives as Antimalarials. Metabolism and pharmacokinetics of Qinghaosu and its drivatives. J Trad Chin Med 1982, 2(1): 25-30

9、China Cooperative Research Group on Qinghaosu and Its Derivatives as Antimalarials. Studies on the toxicity of Qinghaosu and its derivatives. J Trad Chin Med 1982, 2(1): 31-38

10、China Cooperative Research Group on Qinghaosu and Its Derivatives as Antimalarials. Clinical studies on the treatment of malaria with Qinghaosu and its derivatives. J Trad Chin Med 1982, 2(1): 45-50

有点特别的是,1979年《化学学报》发表的“青蒿素(Arteannuin)的结构和反应”一文却有明确署名:刘静明、倪慕云、樊菊芬、屠呦呦(北京中医研究院中药研究所)、吴照华、吴毓林、周维善(中国科学院上海有机化学研究所)。

刘静明当时是北京中医研究院中药研究所所长,倪慕云和樊菊芬都是该所五二三组成员,屠呦呦任组长。该文由这4位科研人员署名在先,说明他们是该研究的主要贡献者。中国科学院上海有机化学研究所的3名科研人员则因主导青蒿素分子结构分析而署名在后。

由前面的10篇集体论文可知,中国科学院生物物理研究所的“青蒿素的晶体结构及其绝对构型”几乎与“青蒿素(Arteannuin)的结构和反应”同时发表,莫非青蒿素结构解析工作由他们各自独立完成?如果是这样,那么谁先谁后发表?

实际上,中国科学院生物物理研究所做的是X-射线分析,而中国科学院上海有机化学研究所做的是质谱、红外光谱、核磁共振谱分析。不过,前者发表论文的时间略晚于后者,因为在后者发表的论文参考文献中明确引用了前者未发表的研究:[12]中国科学院生物物理研究所,待发表。

二、关于发明证书

1978年11月23-29日,全国523领导小组在江苏省扬州市(高邮县所在地区行署所在地)主持召开了青蒿素(黄蒿素)治疗疟疾科研成果鉴定会。会上,共有14名代表分别做了专题报告,并就成果排名达成一致,它们是以下6个单位:卫生部中医研究院、山东省中医药研究所、云南省药物研究所、广州中医学院(以上为青蒿素研究单位)、四川省中药研究所、江苏省高邮县卫生局(以上为青蒿简易制剂研究单位)。另外,中国科学院生物物理研究所、中国科学院上海有机化学研究所等39个单位被确定为主要协作单位。

最后通过的《青蒿素鉴定书》对于4个青蒿素研究单位的评语是:“1971年10月,中医研究院中药研究所从中药青蒿(黄花蒿)中找到了抗疟有效部分。1972年和1973年中医研究院中药研究所、山东省中医药研究所和云南省药物研究所,先后分离出有效单体青蒿素(黄花蒿素、黄蒿素)。1974年广州中医学院和云南省药物研究所在临床上成功地运用青蒿素救治了恶性疟和脑型疟。”

1978年12月28日国务院发布《发明奖励条例》后,上述6个青蒿素及青蒿制剂研究单位共同向国家科委申报了青蒿素发明奖。评审委员会认为,青蒿素作为新药发明,结构分析必不可少,提出将中国科学院生物物理研究所和中国科学院上海有机化学研究所列为主要研究单位。同时认为,四川省中药研究所和江苏省高邮县卫生局的成果分别是青蒿生药片和青蒿生药简易制剂,应列为主要协作单位。

因此,1979年9月由国家科委主任方毅颁发的“抗疟新药——青蒿素”(二等奖)发明证书(A00011)中仅列出6个主要研究单位——卫生部中医研究院中药研究所、山东省中医药研究所、云南省药物研究所、中国科学院生物物理所、中国科学院上海有机化学所、广州中医学院,而2个主要协作单位——四川省中药研究所和江苏省高邮县卫生局则用“等”来代表(注:各单位所获发明证书的编号不同)。

此后,青蒿素衍生物也相继获得发明证书。1989年12月,“抗疟新药——青蒿琥酯”获得三等奖(A03611),发明人包括8个单位(桂林制药厂、广西医学院、广西寄生虫病研究所、广州中医学院、上海医药工业研究所、军事医科院五所、医学科学院药物所、中医研究院中药所)和8个个人(刘旭、杨启超、石维志、李国桥、王大林、滕翕和、宋振玉、李泽霖)。

1996年12月,中国科学院上海药物研究所的“抗疟新药——蒿甲醚”发明获得三等奖(15-3-001-01)。蒿甲醚与青蒿琥酯几乎同时(1978)研制成功,但前者获奖时间比后者足足晚了7年。

三、关于新药证书

1985年卫生部颁发“新药审评办法”,青蒿素的第一个新药证书于1986年由卫生部颁发给中国中医研究院中药研究所,编号为(86)卫药证字X-01号。同年,青蒿素栓也获得新药证书,编号为(86)卫药证字X-04号。

1987年,由桂林制药厂、上海医药工业研究院、军事医学科学院微生物流行病研究所、中国中医研究院中药研究所、中国医学科学院药物研究所、中国科学院上海药物研究所、广西医学院、广西中医学院研制的青蒿琥酯获得新药证书,编号为(87)卫药证字X-01号。由上海医药工业研究院、桂林第二制药厂、广州中医学院等合作研制的青蒿琥酯注射液也同时获得新药证书,编号为(87)卫药证字X-02号。2002年,青蒿琥酯片剂被世界卫生组织(WHO)列入第12版“基本药物目录”。

1987年,中国科学院上海药物研究所和昆明制药厂研制的蒿甲醚及其注射液获得新药证书,编号分别为(87)卫药证字X-13和(87)卫药证字X-14号。1997年,蒿甲醚油针剂被WHO列入第9版“基本药物目录”。

1992年中国中医研究院中药研究所研制的双氢青蒿素原料及其片剂均获新药证书,编号分别是(92)卫药证字X-66号和(92)卫药证字X-67号。青蒿素片和双氢青蒿栓也于获得新药证书,编号分别是国药证字H0144和国药证字H0341。

(插曲一:双氢青蒿素作为新抗疟药的开发是在523办公室和青蒿素指导委员会撤销以后,由中国中医研究院中药研究所研发的。插曲二:1978年上海药物所在青蒿素衍生物研究中,发现双氢青蒿素的抗疟效果比青蒿素更好,但由于化学稳定性较差、溶解度低,当时未被列为进一步开发的对象)

军事医学科学院以本芴醇与蒿甲醚研制的复方蒿甲醚于1992年获得新药证书,编号是(92)卫药证字X-23号。复方蒿甲醚于2002年被WHO列入第12版“基本药物目录”。

1998-,国家药品监督管理局又先后批准颁发了青蒿素-萘酚喹复方、双氢青蒿素-哌喹系列复方等多个新药证书。从1985年我国开始实行新药评审规定到1995年,全国总共批准一类新药14个,其中青蒿素类抗疟新药就占了7个!

综上所述,1979年由国家科委颁发的青蒿素发明证书客观地评价了各单位在青蒿素发明中的贡献。卫生部中医研究院中药研究所、山东省中医药研究所和云南省药物研究所在青蒿素的分离提取中贡献最大;中国科学院生物物理所和中国科学院上海有机化学所在青蒿素的结构鉴定中贡献最大;广州中医学院在青蒿素的临床评价中贡献最大。

在青蒿素衍生物方面,可以说是“八仙过海,各显神通”,蒿甲醚属中国科学院上海药物研究所等首创;青蒿琥酯属桂林制药厂等首创;双氢青蒿素由中国中医研究院中药研究所首创;蒿甲醚-本芴醇复方由军事医学科学院首创。

附:两则有关青蒿素结构测定的背景故事

关于青蒿素的结构测定,周维善院士曾接受媒体(《科学时报》王丹红)采访,详细介绍了这一具有重要历史价值和现实意义的工作:

1973年初,北京中药研究所拿到青蒿素的结晶,寻找能够解开其结构的有机化学家,但最初找到的人并不是周维善。周维善回忆说,他们刚开始找到的是中国医学科学院药物研究所的梁晓天研究员。“但当测定青蒿素结构的任务找到梁先生时,他因手上有工作,抽不出时间。”周维善说,“后又找到我们有机所的刘铸晋教授,他也安排不出时间。由于该单位有人知道我在捷克科学院有机和生化研究所做访问学者时曾从事过结构测定,故而就找到了我。”

大约在1973年3月,当中国中医研究院中药研究所的同志找到周维善时,他刚从“五七”干校回来,正在做军工研究。对是否接手青蒿素的工作,很犹豫。“一是因为当时‘文革’还在进行,做基础研究要受到批判;二是这个结构不容易做,怕做不出来。但他们说,这是抗美援越的工作,很重要。再加之我对结构研究甚感兴趣,所以就答应下来了。”

做这项工作一个人不够,他找当时在甾体组工作的吴照华参加。吴照华曾是黄鸣龙实验室的助理研究员,跟随他从军事医学科学院来到有机所。两个人组成了青蒿素组,周维善任组长。尽管承担的是军工任务,周维善仍然承受了相当大的压力。他说:“当时工宣队还在有机所,我受到他们不止一次的训斥,说修正主义科研路线在我身上回潮了。有一天,在我们过去的老饭厅里突然贴满了批判我做青蒿素结构是‘修正主义科研路线回潮’的大字报,我内心非常苦闷,想放弃不做,但又不甘心。这时,我在有机所路边遇到前副所长边伯明,他轻声对我说,‘老周,你不要怕,做下去。’现在回想起来,我顶着压力,和同志们能完成结构测定,与老边的鼓励分不开。”

要了解化合物的结构,首先要测它的分子式和分子量,确定其类型。“确定分子量需要高分辨率质谱仪,但我们没有,当时只有一个60兆的核磁共振仪和红外光谱。于是,就不得不用测定分子量的最古老方法,即樟脑冰点降低法,但重复性不好。”周维善说,“后来打听到北京某部有高分辨质谱仪,请该单位做出质谱后,才把分子量定了下来,再结合碳氢分析数据把分子式确定下来,这是一个有15个碳原子、22个氢原子和5个氧原子组成的化合物,我们也证明它是一个倍半萜类化合物。”

下一步就是通过对各种光谱数据的解读,将各个结构单元拼凑起来,也就是说,要凭借大脑将42个原子的结构想象出来。问题是,42个原子有相当多种可能的结构,究竟哪一种是正确的结构呢?这需要靠化学家的尝试、直觉和想象。在质谱的分析中,他们发现一个特殊的碎片峰M+32,这明显说明分子中存在两个氧原子连在一起的情况,但它们是怎么连在一起的呢?“为了分析这个M+32峰,我们费了多少脑筋啊!查资料、与同事讨论、与学生讨论。走在路上想,晚上睡觉也在想,有时半夜睡不着,就起来翻书,一直想啊、想啊,头发都想白了。”

这时,有机所甾体组的吴毓林也对青蒿素产生了兴趣。“他常到隔壁我们的实验室来看看,也提出意见。”吴毓林的妻子李英在中科院上海药物研究所工作,她也参与了“五二三项目”。1975年4月,李英到成都参加全国“五二三项目”中医中药座谈会。在这个会上,梁晓天报告了另一种抗疟药鹰爪素的结构中也有一个M+32峰值,首次宣布这个峰值是一个过氧基团。李英将这个消息告诉了吴毓林,吴毓林又将它告诉周维善。“这时,我们就知道青蒿素中的这个峰也应该是一个过氧基团,并立即开始做实验来证明。”周维善说。

周维善小组设计了一系列复杂的氧化和还原反应,最终测定出青蒿素的结构。这是一个罕见的含有过氧基团的倍半萜内酯结构,而且,这个药物的分子中不含氮,突破了60多年来西方学者对“抗疟化学结构不含氮(原子)就无效”的医学观念。青蒿素的结构被写进有机化学合成的教科书中,奠定了今后所有青蒿素及其衍生药物合成的基础。

结构测定的工作在1976年就基本结束了,因为卫生部保密的要求,3年后,论文《青蒿素的结构和反应》才发表在1979年5月出版的《化学学报》上,但没有申请专利。

根据以上周维善院士的回忆,我们理解似乎从事青蒿素结构研究的只有吴照华和他本人,“隔壁”的吴毓林只是出于个人兴趣经常“出点子”和“传信息”,根本没有参加具体研究。但是,《迟到的报告》中却说:研究工作由上海有机化学研究所周维善教授主持,吴照华和吴毓林具体负责。

据说吴毓林曾针对周维善上述说法中的不确之处发表过自己的看法(引自网络资料,略有删节,未经核实,仅供参考):

1974年北京中医研究院中药研究所的同志来上海有机所要求协作时,开始找刘铸晋先生,后转至周维善先生,接受这一任务。由于周先生当时正承担另一军工任务(抗放)方面的工作,他的小组102组在10号楼,所以具体的青蒿素结构测定则请避孕药组(101组)的吴照华先生专职带着北京中药所的倪慕云和后来的刘静明、樊菊芬在1号楼的227-229实验室进行,日常的业务由避孕药组组长陶正娥管理,从组织关系上讲青蒿素的任务也是她接的,根本不存在周维善院士介绍的独立的青蒿素组,所以青蒿素工作中的问题在避孕药组内一些人员也是参与讨论的。

青蒿素结构测定中的一个主要困难是无法在15个碳骨架中安排5个氧原子,当时参加的人员都曾经考虑过这可能是一个过氧化合物,但是过氧化合物不稳定的传统概念又否定了这一想法。后来这一问题的解决是:在1975年4月下旬523任务组的成都会议上,北京药物所于德泉报告了鹰爪素是一个过氧化合物。参加这一会议的上海药物所李英带回这一消息,告诉了吴毓林。在此消息启发下,吴毓林第二天一上班,就在吴照华的227实验室用青蒿素做了一个碘化钠的定性试验,明确了过氧基团的存在。在此基础上,吴照华又用三苯膦的方法作了过氧基团的定量分析,进一步确证了青蒿素是一过氧化合物。

因此与周维善院士这次声称的经过:“1975年4月,李英到成都参加全国“五二三项目”中医中药座谈会。在这个会上,梁晓天报告了另一种抗疟药鹰爪素的结构中也有一个M+32峰值,首次宣布这个峰值是一个过氧基团。李英将这个消息告诉了吴毓林,吴毓林又将它告诉周维善。“这时,我们就知道青蒿素中的这个峰也应该是一个过氧基团,并立即开始做实验来证明。”周维善说。”这样的叙述与实际情况是大相庭径的:1,在会议上报告的是于德泉,不是梁晓天;2,李英带回来鹰爪素是一个过氧化合物的信息,没有带回来有一个‘M+32’或‘M-32’峰值的信息。奇怪的是周维善院士在文中却三次强调实际上不存在的‘M+32’(质谱中只有‘M-32’)峰,希望这是周维善院士的口误;3,事实是定性、定量试验确定青蒿素是过氧化合物后才告诉周维善的。其后才判断‘M-32’的质谱峰是青蒿素脱去一氧分子的碎片,而不是曾认为是脱去一甲醇分子的碎片。由此说明文中一段“为了分析这个M+32峰,我们费了多少脑筋啊!查资料、与同事讨论、与学生讨论。走在路上想,晚上睡觉也在想,有时半夜睡不着,就起来翻书,一直想啊、想啊,头发都想白了。”也多少只是记者的文学夸张而已。

而文中下面这一段最关键的一句话:“周维善小组设计了一系列复杂的氧化和还原反应,最终测定出青蒿素的结构。”则问题更是严重。首先,当时没有做过氧化反应,青蒿素分子是一个高度氧化的分子,通常也不能再氧化,这只是一个小问题。主要是这句话所表达的中心思想:‘周维善设计了一系列反应,也许再加上对‘M+32’的朝思暮想,从而周维善就测定出了青蒿素的结构!’,这是一个绝对错误的结论。实际上周维善并没有最终测定出青蒿素的结构,有机所对青蒿素结构测定的贡献是:1,参考鹰爪素的结构,用化学方法明确了青蒿素是过氧化物;2,根据青蒿素的波谱数据得出了青蒿素的片段结构,如内酯、3个甲基、4个次甲基等;3,根据南斯拉夫Stefanovic从同一植物中分得的青蒿素B(arteannuin B)的结构,提出其与青蒿素结构可能有相似性;4,为当时已收集了青蒿素单晶X-衍射的数据,正要进行计算的中科院生物物理所,提出了一个青蒿素初步结构作为他们计算时参考。最终1975年的12月生物物理所由单晶X-衍射得到了青蒿素的相对构型,根据青蒿素B的结构则可推测得绝对构型;1979年还是由生物物理所通过反常的X-衍射分析最终肯定了青蒿素的绝对构型。

令人惊讶的是在这一长篇的周维善院士的科学档案中竟只字不提生物物理所的贡献,档案如为了突出周维善院士的成就,可以有意不提有机所其他人的工作,但是,故意忽略或甚至抹杀生物物理所的贡献则是学术上的不道德行为,将为学术界所不齿。希望这不是周维善院士的本意!

有机所和北京中药所的具体工作人员这期间做了大量反应,在学术和应用二方面都是极有意义的,如青蒿素的氢化反应证明了过氧的存在,也证明了过氧是青蒿素抗疟的活性基团;青蒿素的钠硼氢还原反应给青蒿素的衍生物的合成提供了可能;青蒿素的碱处理反应为后来青蒿素的定量分析提出了方法。而这一些贡献在这份档案中都不提起,这样的处理也是极不应该的。

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